±800kV特高压直流线路八分裂导线耐张串荷载对导线弧垂的影响

吴俊俊 滕飞

摘要：在已建成±800kV的六分裂导线的特高压直流线路工程中发现耐张串串重对导线弧垂影响较为明显。随着±800kV特高压直流输电线路工程输送容量的进一步增加，导线采用八分裂1250mm²大截面导线，相比于以往直流特高压六分裂数导线，八分裂导线耐张串荷载显著增加，其对导线弧垂的影响将更为明显。简述了±800kV直流输电线路架线方式，对于不同条件下的导线耐张串荷载与导线弧垂的关系进行计算和分析，给出耐张塔相邻档的导线弧垂的计算公式和设计处理措施。

关键词：±800kV特高压直流输电线路; 耐张串; 荷载; 弧垂;

中图分类号： 文献标识码：

The Influence of the Eight-Bundle Tension Insulator String’s Load to Conductor Sag in ±800 kV Transmission Line

Wu Jun Jun Teng Fei

(China Energy Engineering Group Zhejiang Electric Power Design Institute co., Hangzhou, 310012 , China )

Abstract: In the ±800 kV UHV DC overhead transmission line engineering, the influence of the tension insulator string’s load to conductor sag is significant. With the increase of the transmission capacity, the load of eight-bundle wire tension insulator is larger than that of six-bundle. The influence of eight-bundle conductor sag is significant. The relationship between wire tension insulator string’s load and conductor sag in continuous span is calculated and analyzed. According to the difference practical conditions ，the conductor sag is shown in this paper.

Key words: ±800 kV UHV DC overhead transmission line; tension insulator string; load; conductor sag

1 引言

在目前500kV及以下电压等级的架空线路设计时，由于所用耐张串本身串长与串重均较小，考虑导线弧垂时一般只考虑导线本身特性，而忽略耐张串荷载对导线架设时的影响。由于±800kV特高压直流线路耐张绝缘子串的单位长度荷载比单位长度的导线荷载要大很多，故忽略耐张串荷载对导线弧垂影响这种做法不再合适^[1]。在已建成的六分裂导线的特高压直流线路的验收过程中发现耐张串串重对导线弧垂影响较为明显，随着±800kV特高压直流输电线路工程输送容量的进一步增加，导线八分裂1250mm²大截面导线，相比于以往直流特高压六分裂数导线，耐张串荷载显著增加，耐张串重对弧垂的影响将更为明显。

2 导线架设方式

对架空输电线路连续档耐张段进行导线展放时，会将耐张段内的一档或数档用作弧垂观测档。有三档及以上的耐张段会挑选一个或数个两端均为直线塔的档进行弧垂观测；通过调整导线张力，使得所观测档的导线弧垂达到要求值，其后在耐张塔处对导线进行划印、压接，并对导线弧垂进行微调，保证所观测档弧垂误差范围处于规范要求以内^[2-5]。

由于导线耐张串荷载的影响，在导线划印、压接完成后耐张串会因自身荷载的原因下坠，导致压接完成后耐张塔相邻档的导线弧垂比忽略耐张串荷载的情况下的导线弧垂有所增加。弧垂最低点也较忽略耐张串荷载的情况更低。为了保证工程的安全施工与运行，需要对耐张串重影响下的导线弧垂进行详细地量化分析。

3 数学模型的建立

本报告采用用简支梁弯矩及剪力表示的弧垂计算方法，根据架空线路孤立档的具体特点作一些近似假定，使弧垂公式归并成具体的代数式，耐张串出口处弧垂与等效串长的计算方法与孤立档计算方法类似

^[6-7]，连续档中耐张塔所在档弧垂计算公式如下：

（1）

式中, 距耐张塔x处弧垂

代表档距下的导线张力

电线单位水平投影长度上的荷载p0=p/cosβ沿档距均匀分布，且保持不变

弧垂计算点与耐张塔水平距离

弧垂观测档档距

耐张串串重

耐张串水平投影长度

当已知两端点的综合拉力 、 或垂直分力 、 及水平张力 时，可求得 的计算式为：

(2)

4 导线弧垂机选

以连续档代表档距500m为例，气象区29/10，导线采用8×JL1/G3A-1250/70钢芯铝绞线，绝缘子串为重污区六联550kN绝缘子串，每联绝缘子为85片直流盘型悬式玻璃绝缘子U550BP-240HDC，每片绝缘子单重为18.17kg，耐张绝缘子金具串总重为12740kg,长度为24.36m，比较考虑串重与否的弧垂变化。

对于长连续档耐张段，重点关注的参数是其弧垂值，高温（40℃）时其导线弧垂最大，该温度下导线弧垂最低点水平张力在500m代表档距下为73991N。

表1 连续档耐张塔相邻档导线弧垂

Table 1 The conductor sag in long continuous span strain section

导线	8×JL1/G3A-1250/70
耐张串型号	6×550kN
代表档距（m）	500
档距（m）	500
耐张塔挂线点高程-直线塔挂线点高程（m）	-30	-15	0	15	30
40℃时弧垂差最大值/出现里程（m）	2.58/23.87	2.56/23.73	2.56/23.57	2.53/23.4	2.51/23.2
40℃时弧垂最低点/出现里程（m）	1.37/241	1.39/241	1.39/241	1.37/241	1.34/241

40℃时，经计算，当导线安全系数取2.5，年平均运行张力取25%时，500m档距连续档情况下直线塔较耐张塔挂点高程差值越大，弧垂差的偏差量越大，偏差量最大处位于耐张串出口处附近，耐张塔附近的导线弧垂影响显著，偏差量约2.5m；在弧垂最低点处增量也随高程差值增大而增大。当耐张绝缘子金具串重量更大时，串重串出口处弧垂的影响越大。

以孤立档代表档距300m、500m为例，气象区29/10，导线采用8×JL1/G3A-1250/70钢芯铝绞线，绝缘子串为重污区六联550kN绝缘子串，每联绝缘子为85片直流盘型悬式玻璃绝缘子U550BP-240HDC，每片绝缘子单重为18.17kg，耐张绝缘子金具串总重为12740kg,长度为24.36m，比较考虑串重与否的弧垂变化。

表2 孤立档耐张塔相邻档导线弧垂

Table 2 The conductor sag in isolated span

档距（m）	300
控制工况	平均气温
耐张塔挂线点高程-相邻耐张塔挂线点高程（m）	-30		-15		0		15		30
40℃时不考虑串重影响耐张串出口处弧垂	2.83		2.82		2.82		2.82		2.83
40℃时考虑串重影响耐张串出口处弧垂	4.72		4.72		4.72		4.72		4.72
弧垂差值（m）	1.89		1.90		1.90		1.90		1.89
出现里程（m）	24.32		24.35		24.36		24.35		24.32
档距（m）		500
控制工况		平均气温
耐张塔挂线点高程-相邻耐张塔挂线点高程（m）		-30		-15		0		15		30
40℃时不考虑串重影响耐张串出口处弧垂		3.92		3.92		3.92		3.92		3.92
40℃时考虑串重影响耐张串出口处弧垂		6.09		6.09		6.09		6.09		6.09
弧垂差值（m）		2.17		2.18		2.18		2.18		2.17
出现里程（m）		24.32		24.35		24.36		24.35		24.32

40℃时，经计算，当导线安全系数取2.5，年平均运行张力取25%时，代表档距为300m与500m孤立档情况下，由于孤立档计算时已考虑绝缘子串串重影响，因而档中弧垂计算合理。但在耐张串出口处由于串重影响，实际弧垂较理论计算弧垂大，根据计算数据知，当两耐张塔高差增加时，弧垂冰差值略有减小。在档距为300m的孤立档中，耐张串出口处弧垂差值约1.9m，在档距为500m的孤立档中，耐张串出口处弧垂差值约2.2m。

5 结论

根据以上公式的计算出的连续档耐张段和孤立档耐张段导线弧垂影响的结果，得出结论如下：

①连续档耐张段内耐张塔相邻档的实际导线弧垂，相比不考虑耐张串荷载的计算值有较大增加，且越靠近耐张线夹出口处弧垂增加越大，在设计阶段，需在考虑耐张串荷载影响的前提下，针对该档进行弧垂计算。

②由于孤立档计算时已考虑绝缘子串串重影响，因而档中弧垂计算合理。但在耐张串出口处由于串重影响，实际弧垂较理论计算弧垂大，当两耐张塔高差增加时，弧垂冰差值略有减小。

通过对不同代表档距的连续档与孤立档的导线弧垂分析，耐张串串重对耐张串出口处弧垂有较大影响。因此建议在杆塔排位时特别是重要交叉跨越时应充分考虑耐张串重对弧垂的影响，预留充足的交跨裕度。施工时（特别是带电跨越情况下）还需考虑架线观测弧垂和竣工弧垂之间的差值，保证施工时的安全距离。

6 参考文献

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